Fakultät Allgemeinwissenschaften und Mikrosystemtechnik
Modulbeschreibung Master of Electrical and Microsystems Engineering
V5E: Elektomagnetische Verträglichkeit (EMV, Elctromagnetic compatibility)
Lernziele:
Kenntnis der Grundprinzipien der EMV
• Kenntnis der Eigenschaften von Störquellen und -senken
• Kenntnis der Funktion und Fertigkeit der Anwendung von EMV-Prüf- und Messeinrichtungen
• Fertigkeit analytische und näherungsweise Lösungsansätze für die Berechnung von Störspannungen anzuwenden
• Fertigkeit der quantitativen Beschreibung der Beeinflussungswege
• Kompetenz, EMV-gerechte technische Lösungen unter Einhaltung der wichtigsten EMV- Leitlinien zu entwickeln
Vorkenntnisse / Voraussetzungen:
Keine
Inhalte:
Teil 1: Theorie - Prof. Welsch 1 Einleitung
2 Störungsbeschreibung 2.1 Störungsbegriff
2.2 Störungsbeschreibung in analogen Systemen 2.3 Störungsbeschreibung in digitalen Systemen 2.3.1 Statischer Störabstand
2.3.2 Dynamischer Störabstand
2.3.3 Technische Daten einiger Logikfamilien 2.3.4 Mikroprozessoren
3 Störquellen / EMV-Umgebung 3.1 Störquellenklassifizierung 3.2 Pegeldarstellung
3.3 Spektrum
3.3.1 deterministische Breitbandstörungen (Pulsspektren) 3.3.2 stochastische Breitbandstörungen / Rauschen 3.3.3 Spektrale Unterscheidungsmerkmale
4 Beeinflussungswege 4.1 Klassifizierung
4.2 Leitungsgebundene Kopplung 4.2.1 Beispiele
4.2.2 Kopplungsphysik
4.2.3 Ohmscher Leitungswiderstand 4.2.4 Leitungsinduktivität
4.2.5 Leitungskapazität 4.2.6 HF-Wellenwiderstand 4.2.7 Netzanschluss
4.2.7.1 Netzimpedanz, Dämpfungskonstante 4.2.7.2 Ausbreitungseffekte
4.3 Leitungsungebundene Kopplung von Leitungen 4.3.1 Niederfrequente Felder
4.3.2 Kopplung elektrisch kurzer Leitungen
4.3.3 Hochfrequente Felder / Kopplung elektrisch langer Leitungen 4.4 Leitungsungebundene Kopplung - Antenne (Leitungsstruktur) 4.4.1 Elementarstrahler
4.4.2 Feldeinkopplung in elektrisch kurzen Leitungen
4.4.3 Feldeinkopplung in elektrisch langen Leitungen 4.4.4 Schirmungen
4.4.4.1 Schirmwirkung der idealen Wand 4.4.4.2 Wand mit Unterbrechungen 4.4.5 Schirmung von Leitungen
Teil 2: Praxis - Richard Weininger 1 Einleitung
2 Grundlagen der angewandten EMV 2.1 Störphänomene
2.2 Pulse und Transiente
2.3 Elektrostatische Entladungen 2.4 Elektromagnetische Wellen
3 Filterung, Schirmung, Erdung (grounding) 3.1 Einfache Modelle
3.2 Betrachtung der Störsignale 3.3 Zeitbereich - Frequenzbereich 3.4 Leitungsgeführte Störenergien 3.5 Gestrahlte Störenergien
4 Entstörmaßnahmen
4.1 Passive und aktive Entstörung 4.2 Die HF-Bauteile in der Realität
4.3 Rechnen im logarithmischen Maßstab - im Kopf 4.4 Die HF-Tapete
5 Messen und Prüfen der EMV 5.1 Grundsätzliches
5.2 Messunsicherheiten
5.3 Test-Aufbau 5.4 EMV-Messgeräte 5.5 FFT-Messtechnik
5.6 Störspannung und Störstrom 5.7 Gestrahlte Störenergien 5.8 Störaussendung - Störfestigkeit
5.9 Besonderheiten der Mess- und Prüftechnik für E-Mobility 5.10 Die Messumgebung und deren Einflüsse auf das Ergebnis 5.11 EMV-Simulation
5.12 Werkzeuge in der Entwicklung (Pre-Compliance)
6 Praktika der Messtechnik 6.1 Praktikum der Filtererstellung 6.2 Praktikum der Messtechnik
6.3 Praktikum der Messungen von elektromagnetischen Wellen
7 EMV-Entwicklung mit Planung 7.1 Schaltplanerstellung
7.2 Layouterstellung
7.3 Beispiele für schlechte und richtige Layouts
8 Dokumentation
Literatur:
keine
Lehrveranstaltungsart:
Seminaristischer Unterricht, Übungen, Laborpraktikum im EMV-Labor
Dauer: 4 SWS
Leistungspunkte: 5 CP gemäß ECTS
Vorlesung: 30 h, Unterricht an Rechnerarbeitsplätzen: 26h, Vor-und Nachbereitung: 56 Eigenstudium: 38 h
Leistungsnachweise: schriftliche Prüfung, Dauer: 90 Minuten Teil 1: 30 Minuten; Teil 2: 60 Minuten
Zulassungsvoraussetzung:
keine
Dozent: Richard Weininger, Prof. Dr. Andreas Welsch Häufigkeit des Angebots /Wiederholungsmöglichkeiten:
einmal pro Jahr im Sommersemester, Möglichkeit zur Prüfungsteilname in jedem Semester
